(57)【要約】【課題】本発明は、ステッピングモータのホールド時の消費電力を削減する。【解決手段】モータ制御装置１は、励磁パルスに応じた駆動電流をステッピングモータＳＴＭの各相のコイルに流すモータドライバ４に、出力信号生成部１１のパルスレート信号生成部２３から該励磁パルスを出力し、また、電流検出器５で各相の前記コイルに流れる電流を検出する。コイル電流比較部１３が、電流検出器５の検出した各相のコイル電流の絶対値を算出して、各相のコイル電流の絶対値を比較し、該比較結果に基づいて励磁状態を判定する。パルス信号指示部１２が、ステッピングモータＳＴＭの回転状態、ホールド状態等のモータ状態を判定して、該モータ状態とコイル電流比較部１３による励磁状態の判定結果に基づいて、パルスレート信号生成部２３による前記励磁パルス出力を調整して、ステッピングモータＳＴＭを１相励磁状態でホールドさせる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁パルスに応じた駆動電流をステッピングモータの各相のコイルに流すドライブ手段と、
前記励磁パルスを前記ドライブ手段に出力するパルス出力手段と、
各相の前記コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の検出した各相のコイル電流の絶対値を算出する電流絶対値算出手段と、
前記電流絶対値算出手段の算出した各相のコイル電流の絶対値を比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて励磁状態を判定する励磁状態判定手段と、
前記ステッピングモータの回転状態、ホールド状態等のモータ状態を判定するモータ状態判定手段と、
前記励磁状態判定手段による励磁状態の判定結果と前記モータ状態判定手段による前記モータ状態の判定結果に基づいて、前記パルス出力手段による前記励磁パルス出力を調整して、前記ステッピングモータを１相励磁状態でホールドさせるパルス調整手段と、
を備えていることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記モータ制御装置は、
前記電流検出手段による前記電流の検出、前記電流絶対値算出手段による前記絶対値の算出、前記比較手段による前記絶対値の比較、前記励磁状態判定手段による前記励磁状態の判定及び前記モータ状態判定手段による前記モータ状態の判定を順次実行する検査処理を所定検査周期で行い、
前記パルス調整手段は、
所定の検査タイミングにおける前記検査処理における前記励磁状態判定手段による前記励磁状態の判定結果及び前記モータ状態判定手段による前記モータ状態の判定結果に基づいて、前記パルス出力手段による前記励磁パルス出力を調整することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記パルス調整手段は、
前記励磁状態の切り替わり直前の前記励磁状態判定手段による前記励磁状態の判定結果及び前記モータ状態判定手段による前記モータ状態の判定結果に基づいて、前記パルス出力手段による前記励磁パルス出力を調整することを特徴とする請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記パルス調整手段は、
前記励磁状態の切り替わり直後と切り替わってから所定時間経過後の前記励磁状態判定手段の判定結果に基づいて、前記パルス出力手段による前記励磁パルス出力を調整することを特徴とする請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記パルス調整手段は、
前記モータ状態判定手段による前記モータ状態の判定結果が前記ステッピングモータのホールド前における前記励磁状態判定手段による前記励磁状態の判定結果に基づいて、該ステッピングモータのホールド状態での励磁状態を判定して、該判定結果に基づいて前記パルス出力手段による前記励磁パルス出力を調整することを特徴とする請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記モータ状態判定手段は、
予め設定されている前記ステッピングモータの１回転当たりの総パルス数に基づいて、前記モータ状態を判定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記モータ状態判定手段は、
予め設定されている前記ステッピングモータの起動周期と前記パルス出力手段の出力する前記励磁パルスの周期に基づいて、前記モータ状態を判定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項８】
モータ制御装置によって駆動制御されるステッピングモータによって媒体を搬送して、該媒体に対して所定の画像処理を施す画像処理装置であって、
前記モータ制御装置は、請求項１から請求項７のいずれかに記載のモータ制御装置であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
励磁パルスに応じた駆動電流をステッピングモータの各相のコイルに流すドライブ処理ステップと、
前記励磁パルスを前記ドライブ処理ステップに出力するパルス出力処理ステップと、
各相の前記コイルに流れる電流を検出する電流検出処理ステップと、
前記電流検出処理ステップで検出された各相のコイル電流の絶対値を算出する電流絶対値算出処理ステップと、
前記電流絶対値算出処理ステップで算出された各相のコイル電流の絶対値を比較する比較処理ステップと、
前記比較処理ステップでの比較結果に基づいて励磁状態を判定する励磁状態判定処理ステップと、
前記ステッピングモータの回転状態、ホールド状態等のモータ状態を判定するモータ状態判定処理ステップと、
前記励磁状態判定処理ステップでの励磁状態の判定結果と前記モータ状態判定処理ステップでの前記モータ状態の判定結果に基づいて、前記パルス出力処理ステップでの前記励磁パルス出力を調整して、前記ステッピングモータを１相励磁状態でホールドさせるパルス調整処理ステップと、
を有していることを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
励磁パルスに応じた駆動電流をステッピングモータの各相のコイルに流すドライブ処理と、
前記励磁パルスを前記ドライブ処理に出力するパルス出力処理と、
各相の前記コイルに流れる電流を検出する電流検出処理と、
前記電流検出処理ステップで検出された各相のコイル電流の絶対値を算出する電流絶対値算出処理と、
前記電流絶対値算出処理で算出された各相のコイル電流の絶対値を比較する比較処理と、
前記比較処理での比較結果に基づいて励磁状態を判定する励磁状態判定処理と、
前記ステッピングモータの回転状態、ホールド状態等のモータ状態を判定するモータ状態判定処理と、
前記励磁状態判定処理での励磁状態の判定結果と前記モータ状態判定処理での前記モータ状態の判定結果に基づいて、前記パルス出力処理での前記励磁パルス出力を調整して、前記ステッピングモータを１相励磁状態でホールドさせるパルス調整処理と、
を実行させることを特徴とするモータ制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、画像処理装置、モータ制御方法及びモータ制御プログラムに関し、詳細には、ホールド時の消費電力を削減するモータ制御装置、画像処理装置、モータ制御方法及びモータ制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナ装置、複写装置、ファクシミリ装置、複合装置等における画像読み取り装置や画像形成装置等の画像処理装置においては、画像読み取り動作や画像形成動作において、稼働部を正確に動作させて、読み取り画像や形成画像の正確性を確保している。
【０００３】
例えば、画像読み取り装置は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）等の原稿搬送部で原稿を搬送させつつ、該原稿の画像を、停止している画像読み取り部で読み取る場合、搬送される原稿に、画像読み取り部の光源から読み取り光を照射して、原稿で反射された反射光を該画像読み取り部のＣＣＤ（Charge Coupled Device ）等の光電変換素子で光電変換してライン毎に原稿の画像を読み取る。原稿搬送部は、駆動モータと原稿搬送ローラ等を用い、該駆動モータによって原稿搬送ローラを駆動させて、原稿を所定の搬送速度で等速度搬送する。
【０００４】
また、画像読み取り装置においては、画像読み取り部を駆動モータ及びローラやベルト等の移動駆動部を介して副走査方向に等速移動させて、移動する該画像読み取り部の光源からコンタクトガラス上に固定されている原稿に読み取り光を照射して該原稿で反射された反射光を移動する該画像読み取り部のＣＣＤ等の光電変換素子で光電変換してライン毎に原稿の画像を読み取る。
【０００５】
さらに、例えば、インク噴射方式の画像形成装置においては、所定ライン分のインク吐出による画像形成と、駆動モータを用いて所定ライン分ずつの用紙の間欠的な搬送を繰り返し行って、用紙に画像形成している。
【０００６】
そして、従来、画像処理装置においては、駆動モータとして、一般的に、制御機構が簡易で安価なステッピングモータが用いられている。
【０００７】
ステッピングモータは、一般的に、複数のコイルと回転子（ロータ）を備えており、これらのコイルに外部からパルス信号が入力される毎にコイルが励磁して発生する励磁力によってロータが吸引されて、ロータがステップ単位で回転する。ステッピングモータは、一般に、モータドライバによってステッピングモータへの駆動電流が調整されることで、回転が制御される。
【０００８】
一方、画像処理装置においては、近年、省電力が要望され、このステッピングモータの消費電力を極力削減することが画像処理装置における消費電力の削減に大きく貢献する。
【０００９】
このステッピングモータ、特に、１−２相励磁ステッピングモータにおいては、ホールド時の励磁パターンによって消費電力が異なることが知られている。すなわち、１−２相励磁ステッピングモータは、１相でホールドした場合には、２相でホールドした場合に比較して、消費電流が５０％程度少なく、消費電力が少ないことが知られている。
【００１０】
そして、従来、５相ステッピングモータの主回路各相モータコイルに流れる電流を検出する電流検出器と、主回路電流を設定する主回路電流設定器とを備えて、５相ステッピングモータが、停止中か、回転中かを判別し、回転中と停止中とで、主回路電流設定器の設定値を切り替えて、主回路各相モータコイルに流れる電流値を削減する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【００１１】
すなわち、この従来技術は、電流設定器を設けて、ステッピングモータの回転中と停止中とで、電流設定器の設定値を切り替えて、ステッピングモータの各相のコイルに流れる電流値を削減している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記公報記載の従来技術にあっては、ステッピングモータの回転中と停止中とで、電流設定器によってコイル電流の設定値を切り替えることで、ステッピングモータの各相のコイルに流れる電流値を削減しているため、電流設定器を必要とし、価格が高くなるとともに、大型化するという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は、安価にホールド時の消費電力を削減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１記載のモータ制御装置は、励磁パルスに応じた駆動電流をステッピングモータの各相のコイルに流すドライブ手段と、前記励磁パルスを前記ドライブ手段に出力するパルス出力手段と、各相の前記コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の検出した各相のコイル電流の絶対値を算出する電流絶対値算出手段と、前記電流絶対値算出手段の算出した各相のコイル電流の絶対値を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて励磁状態を判定する励磁状態判定手段と、前記ステッピングモータの回転状態とホールド状態を判定するモータ状態判定手段と、前記励磁状態判定手段による励磁状態の判定結果と前記モータ状態判定手段による前記ステッピングモータの状態の判定結果に基づいて、前記パルス出力手段による前記励磁パルス出力を調整して、前記ステッピングモータを１相励磁状態でホールドさせるパルス調整手段と、を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、安価にホールド時の消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例を適用したモータ制御装置の要部概略構成図。
【図２】励磁状態推定処理を示すフローチャート。
【図３】図２の続きの励磁状態推定処理を示すフローチャート。
【図４】推定相励磁状態と総パルス数に基づくパルス補正処理を示すフローチャート。
【図５】図４の続きのパルス補正処理を示すフローチャート。
【図６】パルス補正判断の説明図。
【図７】推定相励磁状態とパルス間隔に基づくパルス補正処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。
【実施例１】
【００１８】
図１〜図７は、本発明のモータ制御装置、画像処理装置、モータ制御方法及びモータ制御プログラムの一実施例を示す図であり、図１は、本発明のモータ制御装置、画像処理装置、モータ制御方法及びモータ制御プログラムの一実施例を適用したモータ制御装置１の要部概略構成図である。
【００１９】
図１において、モータ制御装置１は、ＣＰＵ２、不揮発性メモリ３、モータドライバ４及び電流検出器５等を備えており、ステッピングモータＳＴＭの駆動を制御する。モータ制御装置１は、複写装置、ファクシミリ装置、プリンタ装置、スキャナ装置等のモータ制御装置によって駆動制御されるステッピングモータＳＴＭによって記録用紙や原稿等の媒体を搬送して、該媒体に対して画像形成処理や画像読み取り処理等の所定の画像処理を施す画像処理装置に適用される。なお、本実施例においては、モータ制御装置１の制御対象のステッピングモータＳＴＭを、クロックイン方式のモータドライバ４で駆動制御する場合について説明するが、ステッピングモータＳＴＭの駆動方式としては、クロックイン方式に限るものではない。
【００２０】
モータ制御装置１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory ）、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory ）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc Rewritable ）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＭＯ（Magneto-Optical Disc）等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されている本発明のモータ制御方法を実行するモータ制御プログラムを読み込んでＲＯＭ等の不揮発性メモリに導入することで、後述するステッピングモータＳＴＭを消費電力を削減しつつ駆動制御するモータ制御方法を実行するモータ制御装置として構築されている。この情報識別プログラムは、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）等のレガシープログラミング言語やオブジェクト指向ブログラミング言語等で記述されたコンピュータ実行可能なプログラムであり、上記記録媒体に格納して頒布することができる。
【００２１】
そして、モータ制御装置１は、上記モータ制御プログラムが導入されることで、ＣＰＵ２の機能部として、出力信号生成部１１、パルス信号指示部１２及びコイル電流比較部１３等が構築され、出力信号生成部１１には、さらに、回転方向信号生成部２１、励磁方向信号生成部２２、パルスレート信号生成部２３及び設定電流信号生成部２４等が構築される。
【００２２】
不揮発性メモリ３は、ＲＯＭ、電池バックアップされたＲＡＭ（Random Access Memory）等が用いられ、ＣＰＵ２が、モータドライバ４を介してステッピングモータＳＴＭを加速及び減速するのに使用する周波数が、使用する順番に登録されているパルスレートテーブルを記憶している。
【００２３】
ＣＰＵ２に構築される出力信号生成部１１は、クロックイン方式のモータドライバ４を介してステッピングモータＳＴＭを駆動制御するための各種信号を生成してモータドライバ４に出力する。
【００２４】
モータドライバ（ドライブ手段）４は、出力信号生成部１１からの各種信号、特に、励磁パルスに従って、ステッピングモータＳＴＭのコイル間に印加電圧を出力して、駆動電流を供給して、ステッピングモータＳＴＭを回転駆動する。
【００２５】
ステッピングモータＳＴＭは、本実施例の場合、１−２相ステッピングモータが用いられているが、ステッピングモータＳＴＭとしては、１−２相ステッピングモータに限るものではない。
【００２６】
出力信号生成部１１は、その回転方向信号生成部２１が、モータドライバ４の仕様に従った回転方向信号を生成して、モータドライバ４に出力する。
【００２７】
励磁方向信号生成部２２は、モータドライバ４の仕様に従った励磁方式信号を生成して、モータドライバ４に出力する。励磁方向信号生成部２２は、例えば、１相励磁、２相励磁、１−２相励磁、Ｗ１−２相励磁、２Ｗ１−２相励磁・・・の励磁方式信号を生成してモータドライバ４に出力する。
【００２８】
パルスレート信号生成部２３は、不揮発性メモリ３に記憶されているパルスレートテーブルの周波数と励磁方式信号に従った周波数の励磁パルス信号（以下、単に、励磁パルスという。）を生成するとともに、後述するパルス信号指示部１２からの指示信号に応じて該励磁パルスの周波数を調整して、調整後の周波数の励磁パルスをモータドライバ４に出力する。すなわち、パルスレート信号生成部２３は、励磁パルスをドライブ手段としてのモータドライバ４に出力するパルス出力手段として機能している。
【００２９】
設定電流信号生成部２４は、ステッピングモータＳＴＭが負荷を駆動するのに最低限必要なトルクを出力するための電流よりも所定のマージンを有した設定電流を生成してモータドライバ４に出力する。
【００３０】
そして、モータドライバ４は、出力信号生成部１１からの回転方向信号、励磁方向信号、励磁パルス及び設定電流に基づいて駆動電流をステッピングモータに出力して、ステッピングモータＳＴＭを回転制御する。
【００３１】
電流検出器５は、モータドライバ４からステッピングモータに供給される各相のコイル電流信号を検出して、コイル電流比較部１３に出力する。すなわち、いま、モータドライバ４は、ステッピングモータＳＴＭを、１−２相励磁で回転駆動するため、電流検出器５は、Ａ相電流とＢ相電流の電流値を検出して、コイル電流信号としてコイル電流比較部１３に出力する。電流検出器５は、ステッピングモータＳＴＭの各相のコイルに流れる電流を検出する電流検出手段として機能している。
【００３２】
コイル電流比較部１３は、コイル電流信号を比較して、励磁状態を推定して、推定結果をパルス信号指示部１２に出力する。具体的には、コイル電流比較部１３は、後述するように、電流検出器５の検出したＡ相電流の絶対値｜Ｉａ｜とＢ相電流の絶対値｜Ｉｂ｜を算出して、これらを減算（｜Ｉａ｜-｜Ｉｂ｜）し、減算値Ｉｎ（Ｉｎ＝｜Ｉａ｜-｜Ｉｂ｜）の絶対値｜Ｉｎ｜、または、前回の減算値の絶対値｜Ｉｎ−１｜から今回の減算値の絶対値｜Ｉｎ｜を減算した絶対値の減算値の絶対値｜｜Ｉｎ−１｜−｜Ｉｎ｜｜（以下、単に、絶対値減算値｜｜Ｉｎ−１｜−｜Ｉｎ｜｜という。）を、「０」に近い所定の基準値Ｉｋと比較する。コイル電流比較部１３は、該減算値の絶対値｜Ｉｎ｜または絶対値減算値｜｜Ｉｎ−１｜−｜Ｉｎ｜｜が基準値Ｉｋ以下であると、２相励磁と推定して、推定結果をパルス信号指示部１２に出力し、該減算値の絶対値｜Ｉｎ｜または絶対値減算値｜｜Ｉｎ−１｜−｜Ｉｎ｜｜が基準値Ｉｋよりも大きいと、１相励磁であると推定して、推定結果をパルス信号指示部１２に出力する。
【００３３】
すなわち、相励磁状態とコイル印加電圧及びコイル電流は、コイル印加電圧が、１相励磁状態のときには、Ａ相印加電圧またはＢ相印加電圧のいずれかが「０」で、２相励磁状態のときには、Ａ相印加電圧とＢ相印加電圧が、「０」以外の所定電圧となる。そして、コイル電流は、１相励磁状態のときには、Ａ相電流ＩａとＢ相電流Ｉｂの絶対値｜Ｉａ｜、｜Ｉｂ｜が、異なった値（｜Ｉａ｜≠｜Ｉｂ｜）となり、２相励磁状態のときには、Ａ相電流ＩａとＢ相電流Ｉｂの絶対値｜Ｉａ｜、｜Ｉｂ｜が、約同じ値（｜Ｉａ｜≒｜Ｉｂ｜）となる。
【００３４】
そこで、コイル電流比較部１３は、上述のように、Ａ相電流の絶対値｜Ｉａ｜とＢ相電流の絶対値｜Ｉｂ｜との差分値Ｉｎ（Ｉｎ＝｜Ｉａ｜-｜Ｉｂ｜）を算出して、該差分値Ｉｎの絶対値｜Ｉｎ｜、または、前回の差分値Ｉｎ−１の絶対値｜Ｉｎ−１｜から今回の差分値Ｉｎの絶対値｜Ｉｎ｜を減算した減算値の絶対値である絶対値減算値｜｜Ｉｎ−１｜−｜Ｉｎ｜｜を、基準値Ｉｋと比較して、該減算値の絶対値｜Ｉｎ｜または絶対値減算値｜｜Ｉｎ−１｜−｜Ｉｎ｜｜が基準値Ｉｋ以下であると、２相励磁であると推定して、推定結果をパルス信号指示部１２に出力し、該減算値の絶対値｜Ｉｎ｜または絶対値減算値｜｜Ｉｎ−１｜−｜Ｉｎ｜｜が基準値Ｉｋよりも大きいと、１相励磁であると推定して、推定結果をパルス信号指示部１２に出力する。
【００３５】
すなわち、コイル電流比較部１３は、電流検出器５の検出した各相のコイル電流の絶対値を算出する電流絶対値算出手段、該電流絶対値算出手段として算出した各相のコイル電流の絶対値を比較する比較手段及び該比較手段として比較した比較結果に基づいて励磁状態を判定する励磁状態判定手段として機能している。
【００３６】
そして、パルス信号指示部１２には、コイル電流比較部１３からの励磁状態推定結果とパルスレート信号生成部２３から励磁パルスが入力され、パルス信号指示部１２は、該励磁状態推定結果と該励磁パルスからステッピングモータＳＴＭが回転状態であるかホールド状態であるかを推定して、ホールド状態であると、ステッピングモータＳＴＭを１相状態でホールド状態とするために必要なパルス補正指示信号をパルスレート信号生成部２３に出力する。
【００３７】
すなわち、パルス信号指示部１２は、ステッピングモータＳＴＭの回転状態、ホールド状態等のモータ状態を判定するモータ状態判定手段及び励磁状態判定手段としてのコイル電流比較部１３による励磁状態の判定結果とモータ状態判定手段としての前記モータ状態の判定結果に基づいて、パルス出力手段としてのパルスレート信号生成部２３による前記励磁パルス出力を調整して、ステッピングモータＳＴＭを１相励磁状態でホールドさせるパルス調整手段として機能している。
【００３８】
次に、本実施例の作用について説明する。本実施例のモータ制御装置１は、ステッピングモータＳＴＭの駆動制御において、安価にホールド時の消費電力を削減する。
【００３９】
本実施例のモータ制御装置１は、ステッピングモータＳＴＭをクロックイン方式でモータドライバ４により駆動する場合に、ＣＰＵ２が、その出力信号生成部１１から回転方向信号、励磁方向信号、励磁パルス及び駆動電流をモータドライバ４に出力して、駆動制御する。
【００４０】
一方、ステッピングモータＳＴＭは、１相でホールドした場合には、２相でホールドした場合に比較して、消費電流が５０％程度少ない。
【００４１】
そこで、モータ制御装置１は、ステッピングモータＳＴＭに供給されるＡ相電流ＩａとＢ相電流Ｉｂを電流検出器５で検出して、コイル電流比較部１３によって現在の相励磁状態を推定して、パルス信号指示部１２がパルスレート信号生成部２３から取得した励磁パルスの情報に基づいて、現在のステッピングモータＳＴＭのモータ状態がホールド状態であるか回転状態であるか推定し、ホールド状態であると、ステッピングモータＳＴＭを１相状態でホールドさせるように、パルスレート信号生成部２３の出力する励磁パルスを補正するパルス信号補正指示信号をパルスレート信号生成部２３に出力する。
【００４２】
まず、励磁状態推定処理について、図２及び図３に基づいて説明する。すなわち、モータ制御装置１は、図２に示すように、ステッピングモータＳＴＭの励磁状態が切り替わると（ステップＳ１０１）、変数Ｎを「０」に設定し（ステップＳ１０２）、コイル電流比較部１３が、ステッピングモータＳＴＭから電流検出器５が検出しているＡ相コイル電流ＩａとＢ相コイル電流Ｉｂを取得して（ステップＳ１０３）、Ａ相コイル電流Ｉａの絶対値｜Ｉａ｜とＢ相コイル電流Ｉｂの絶対値｜Ｉｂ｜の差分値（｜Ｉａ｜−｜Ｉｂ｜）を算出する（ステップＳ１０４）。
【００４３】
コイル電流比較部１３は、算出した差分値｜Ｉａ｜−｜Ｉｂ｜を差分値Ｉｎとして内部メモリに保管し（ステップＳ１０５）、前回の差分値Ｉｎ−１の絶対値｜Ｉｎ−１｜から今回の差分値Ｉｎの絶対値｜Ｉｎ｜を減算した減算値の絶対値である絶対値減算値｜｜Ｉｎ−１｜−｜Ｉｎ｜｜を、「０」に近い所定の基準値Ｉｋと比較して、絶対値減算値｜｜Ｉｎ−１｜−｜Ｉｎ｜｜が基準値Ｉｋ以下であるかチェックする（ステップＳ１０６）。なお、ステップＳ１０６では、基準値Ｉｋを、絶対値減算値｜｜Ｉｎ−１｜−｜Ｉｎ｜｜と比較しているが、基準値Ｉｋと比較する対象としては、絶対値減算値｜｜Ｉｎ−１｜−｜Ｉｎ｜｜に限るものではなく、例えば、差分値Ｉｎの絶対値｜Ｉｎ｜であっても、相励磁状態を適切に判定することができる。
【００４４】
コイル電流比較部１３は、ステップＳ１０６で、絶対値減算値｜｜Ｉｎ−１｜−｜Ｉｎ｜｜が基準値Ｉｋ以下であると（ステップＳ１０６で、ＹＥＳであると）、相励磁状態が２相励磁状態であると推定し（ステップＳ１０７）、絶対値減算値｜｜Ｉｎ−１｜−｜Ｉｎ｜｜が基準値Ｉｋよりも大きいと（ステップＳ１０６で、ＮＯであると）、相励磁状態が１相励磁状態であると推定する（ステップＳ１０８）。
【００４５】
コイル電流比較部１３は、相励磁状態を推定すると、図３に示すように、相励磁状態の推定結果をパルス信号指示部１２に送信し（ステップＳ１０９）、予め設定されているサンプリング周期が経過するのを待って（ステップＳ１１０）、励磁推定処理の終了であるかチェックする（ステップＳ１１１）。なお、サンプリング周期は、制御対象のステッピングモータＳＴＭの最高速度時の周期よりも短いタイミング、または、ステッピングモータＳＴＭの最低速度時の周期よりも長いタイミングが設定される。この場合、サンプリング周期を、ステッピングモータＳＴＭの最高速度時の周期よりも短いタイミングに設定すると、ステッピングモータＳＴＭが停止制御中であるか否かの判定を行う必要がないというメリットがあるが、サンプリング頻度が高く、ＣＰＵ２のパフォーマンスが低下するおそれがある。また、サンプリング周期を、ステッピングモータＳＴＭの最低速度時の周期よりも長いタイミングに設定すると、ステッピングモータＳＴＭの停止時のみサンプリングすればよく、ＣＰＵ２のパフォーマンスが向上するが、ステッピングモータＳＴＭが停止制御中であるか否かを判断する必要がある。
【００４６】
そして、ステップＳ１１１で、励磁推定処理の終了でないときには、コイル電流比較部１３は、変数Ｎを「１」だけインクリメントして（ステップＳ１１２）、ステップＳ１０３に戻って、電流検出器５が検出しているＡ相コイル電流ＩａとＢ相コイル電流Ｉｂを取得する処理から上記同様に処理する（ステップＳ１０３〜Ｓ１１２）。なお、この処理回数は、２回以上であれば、その回数は、何ら制限されるものではない。
【００４７】
ステップＳ１１１で、励磁推定処理の終了であると、コイル電流比較部１３は、励磁状態推定処理を終了する。
【００４８】
次に、パルス信号指示部１２による上記推定相励磁状態と総パルス数に基づくパルス補正処理について、図４及び図５に基づいて説明する。
【００４９】
パルス信号指示部１２は、推定相励磁状態と総パルス数に基づくパルス補正処理を行う場合、まず、図４に示すように、励磁開始に先立って、パルスレートテーブル記憶部３からパルスレート信号生成部２３を介して総パルス数を読み込み（ステップＳ２０１）、総パルス数が偶数であるかチェックする（ステップＳ２０２）。
【００５０】
パルス信号指示部１２は、総パルス数が偶数であると、起動時とホールド時の励磁状態が異なると判断して、変数Ｘに「１」を設定し（ステップＳ２０３）、総パルス数が奇数であると、起動時とホールド時の励磁状態が同じであると判断して、変数Ｘに「０」を設定する（ステップＳ２０４）。
【００５１】
一方、パルス信号指示部１２は、励磁が開始されると（ステップＳ２０５）、コイル電流比較部１３から起動時の励磁状態の推定結果を取得し（ステップＳ２０６）、起動時の相励磁状態が１相であるかチェックする（ステップＳ２０７）。
【００５２】
パルス信号指示部１２は、起動時の起動時の相励磁状態が１相励磁状態であると、変数Ｙに「１」を設定し（ステップＳ２０８）、起動時の相励磁状態が２相励磁状態であると、変数Ｙに「０」を設定する（ステップＳ２０９）。
【００５３】
パルス信号指示部１２は、上述のようにして、変数Ｘと変数Ｙを設定すると、変数Ｘと変数Ｙを加算して変数Ｚを算出（Ｚ＝Ｘ＋Ｙ）して（ステップＳ２１０）、図５に示すように、変数Ｚが「１」であるか否かチェックする（ステップＳ２１１）。
【００５４】
パルス信号指示部１２は、ステップＳ２１１において、変数Ｚが「１」であるとき（ステップＳ２１１で、ＹＥＳのとき）には、ホールドが１相励磁で行われると判断して、パルスを追加する補正を行うことなくパルス補正処理を終了する。
【００５５】
ステップＳ２１１で、変数Ｚが「１」でないときには、パルス信号指示部１２は、パルスレート信号生成部２３にパルスを、１相励磁でホールドさせるために必要なα分だけ追加させるパルス補正指示信号を出力し（ステップＳ２１２）、ホールドを開始させる（ステップＳ２１３）。
【００５６】
パルス信号指示部１２は、ステッピングモータＳＴＭがホールド状態になると、不揮発性メモリ３からパルスレート信号生成部２３を経由して次の駆動の総パルス数を読み込み（ステップＳ２１４）、総パルス数からパルスをβ分だけ追加した総パルス数とするパルス補正指示信号をパルスレート信号生成部２３に出力してパルス補正処理を終了する（ステップＳ２１５）。
【００５７】
すなわち、パルス信号指示部１２は、図６のパルス補正判断の説明図に示すように、総パルス数が偶数と奇数のいずれであるか、すなわち、変数Ｘが、「０」と「１」のいずれであるか、また、起動時の相励磁状態が１相励磁状態と２相励磁状態のいずれであるか、すなわち、変数Ｙが、「０」と「１」のいずれであるかによって、変数Ｘと変数Ｙを加算した変数Ｚが「１」であるか否か判断して、変数Ｚが「１」であると、ホールドが１相励磁で行われると判断して、パルスを追加する補正を行うことなくパルス補正処理を終了する。パルス信号指示部１２は、変数Ｚが「１」でないとき、すなわち、変数Ｚが「２」または「０」のときには、１相励磁状態でホールドさせるように、α分のパルスを追加させるパルス補正指示信号をパルスレート信号生成部２３に出力する。なお、追加するパルス数αは、奇数であれば任意の数（例えば、１、−１、３、−３等）でよく、また、１相励磁状態でホールドさせる処理を行わないときには、追加パルス数αを「０」とすることで対応することができる。
【００５８】
そして、追加パルスが累積していくと、位置誤差が大きくなるため、ステップＳ２１４とステップＳ２１３の処理によって、次の駆動で追加パルスを相殺している。すなわち、パルス信号指示部１２は、ステップＳ２１４で、次の駆動の総パルス数を読み込んで、ステップＳ２１５で、相殺するパルス数だけ、β分（β＝−α）だけパルス追加した総パルス数をパルスレート信号生成部２３に出力する。この場合、相殺が必要ないときには、パルス信号指示部１２は、追加パルスβとして、β＝０を設定する。
【００５９】
次に、パルス信号指示部１２による上記推定相励磁状態とパルス間隔に基づくパルス補正処理について、図７に基づいて説明する。
【００６０】
すなわち、一般的に、ステッピングモータＳＴＭは、回転速度―トルク特性から、自起動領域でのみ起動・停止が可能であり、自起動領域及びスルー領域で運転が可能である。したがって、ステッピングモータＳＴＭは、起動（初期）周波数が予め決められていて、この周期よりも長い間パルスが入らない場合にはホールド状態であると推定することができ、ホールド時の励磁状態を推定することで、追加するパルス数を決定することができる。
【００６１】
そこで、パルス信号指示部１２は、この周期に基づくホールドの推定と上記推定相励磁状態に基づいて、図７に示すようにパルス補正処理を行う。まず、パルス信号指示部１２は、推定相励磁状態とパルス間隔に基づくパルス補正処理を行う場合、励磁が開始されると（ステップＳ３０１）、パルスレートテーブル記憶部３からパルスレート信号生成部２３を介して起動周波数（初期周波数）を読み込み（ステップＳ３０２）、起動周波数から起動周期Ｔを算出する（ステップＳ３０３）。
【００６２】
パルス信号指示部１２は、次に、パルスレート信号生成部２３からパルス情報を読み込み（ステップＳ３０４）、読み取ったパルス情報のパルス間隔が起動周期Ｔ以上であるかチェックする（ステップＳ３０５）。
【００６３】
パルス信号指示部１２は、ステップＳ３０５で、パルス間隔が起動周期Ｔよりも小さいとき（ステップＳ３０５で、ＮＯのとき）には、ステップＳ３０４に戻って、上記同様に、パルスレート信号生成部２３からパルス情報を読み取って、再度パルス間隔が起動周期Ｔ以上であるかチェックする処理を、ステップＳ３０５で、パルス間隔が起動周期Ｔ以上となるまで繰り返し行う（ステップＳ３０４、Ｓ３０５）。
【００６４】
ステップＳ３０５で、パルス間隔が起動周期Ｔ以上であると（ステップＳ３０５で、ＹＥＳであると）、パルス信号指示部１２は、ホールド状態であると推定して、コイル電流比較部１３から相励磁状態の推定結果を取得して（ステップＳ３０６）、推定の相励磁状態が２相励磁であるかチェックする（ステップＳ３０７）。
【００６５】
ステップＳ３０７で、推定の相励磁状態が２相励磁のときには、パルス信号指示部１２は、パルスレート信号生成部２３にパルスをα分追加させるパルス補正信号を出力してパルス補正処理を終了する（ステップＳ３０８）。
【００６６】
ステップＳ３０７で、推定の相励磁状態が１相励磁のときには、パルスを追加する補正を行うことなく、パルス補正処理を終了する。
【００６７】
この場合においても、追加するパルス数αは、奇数であれば任意の数（例えば、１、−１、３、−３等）でよく、また、１相励磁状態でホールドさせる処理を行わないときには、追加パルス数αを「０」とすることで対応することができる。そして、追加パルスの相殺は、２回目以降の駆動時に追加分αの値を調整することで行うことができる。
【００６８】
このように、本実施例のモータ制御装置１は、励磁パルスに応じた駆動電流をステッピングモータＳＴＭの各相のコイルに流すモータドライバ（ドライブ手段）４と、前記励磁パルスをモータドライバ４に出力するパルスレート信号生成部（パルス出力手段）２３と、各相の前記コイルに流れる電流を検出する電流検出器（電流検出手段）５と、該電流検出器５の検出した各相のコイル電流の絶対値を算出するコイル電流比較部（電流絶対値算出手段）１３と、該コイル電流比較部１３の算出した各相のコイル電流の絶対値を比較するコイル電流比較部（比較手段）１３と、該コイル電流比較部１３の比較結果に基づいて励磁状態を判定するコイル電流比較部（励磁状態判定手段）１３と、ステッピングモータＳＴＭの回転状態、ホールド状態等のモータ状態を判定するパルス信号指示部（モータ状態判定手段）１２と、前記励磁状態判定手段としてのコイル電流比較部１３による励磁状態の判定結果と前記モータ状態判定手段としてのパルス信号指示部１２による前記モータ状態の判定結果に基づいて、パルスレート信号生成部２３による前記励磁パルス出力を調整して、ステッピングモータＳＴＭを１相励磁状態でホールドさせるパルス信号指示部（パルス調整手段）１２と、を備えている。
【００６９】
したがって、ステッピングモータＳＴＭを１相励磁状態でホールドさせることができ、電流設定器を用いることなく、安価にホールド時の消費電力を削減することができる。
【００７０】
また、本実施例のモータ制御装置１は、励磁パルスに応じた駆動電流をステッピングモータＳＴＭの各相のコイルに流すドライブ処理ステップと、前記励磁パルスを前記ドライブ処理ステップに出力するパルス出力処理ステップと、各相の前記コイルに流れる電流を検出する電流検出処理ステップと、前記電流絶対値算出処理ステップで算出された各相のコイル電流の絶対値を算出する電流絶対値算出処理ステップと、前記電流絶対値算出処理ステップで算出された各相のコイル電流の絶対値を比較する比較処理ステップと、前記比較処理ステップでの比較結果に基づいて励磁状態を判定する励磁状態判定処理ステップと、ステッピングモータＳＴＭの回転状態、ホールド状態等のモータ状態を判定するモータ状態判定処理ステップと、前記励磁状態判定処理ステップでの励磁状態の判定結果と前記モータ状態判定処理ステップでの前記モータ状態の判定結果に基づいて、前記パルス出力処理ステップでの前記励磁パルス出力を調整して、ステッピングモータＳＴＭを１相励磁状態でホールドさせるパルス調整処理ステップと、を有するモータ制御方法を実行している。
【００７１】
したがって、ステッピングモータＳＴＭを１相励磁状態でホールドさせることができ、電流設定器を用いることなく、安価にホールド時の消費電力を削減することができる。
【００７２】
さらに、本実施例のモータ制御装置１は、コンピュータに、励磁パルスに応じた駆動電流をステッピングモータＳＴＭの各相のコイルに流すドライブ処理と、前記励磁パルスを前記ドライブ処理に出力するパルス出力処理と、各相の前記コイルに流れる電流を検出する電流検出処理と、前記電流検出処理ステップで検出された各相のコイル電流の絶対値を算出する電流絶対値算出処理と、前記電流絶対値算出処理で算出された各相のコイル電流の絶対値を比較する比較処理と、前記比較処理での比較結果に基づいて励磁状態を判定する励磁状態判定処理と、ステッピングモータＳＴＭの回転状態、ホールド状態等のモータ状態を判定するモータ状態判定処理と、前記励磁状態判定処理での励磁状態の判定結果と前記モータ状態判定処理での前記モータ状態の判定結果に基づいて、前記パルス出力処理での前記励磁パルス出力を調整して、ステッピングモータＳＴＭを１相励磁状態でホールドさせるパルス調整処理と、を実行させるモータ制御プログラムを搭載している。
【００７３】
したがって、ステッピングモータＳＴＭを１相励磁状態でホールドさせることができ、電流設定器を用いることなく、安価にホールド時の消費電力を削減することができる。
【００７４】
また、本実施例のモータ制御装置１は、電流検出器５による電流の検出、コイル電流比較部１３による前記絶対値の算出、該絶対値の比較、該励磁状態の判定及びパルス信号指示部１２による前記モータ状態の判定を順次実行する検査処理を所定検査周期で行い、該パルス信号指示部１２が、所定の検査タイミングにおける前記検査処理におけるコイル電流比較部１３による前記励磁状態の判定結果及びパルス信号指示部１２による前記モータ状態の判定結果に基づいて、パルスレート信号生成部２３による前記励磁パルス出力を調整している。
【００７５】
したがって、ステッピングモータＳＴＭがホールド状態に移行するときの相励磁状態を正確に判定して、ステッピングモータＳＴＭを確実に１相励磁状態でホールドさせることができ、電流設定器を用いることなく、安価にホールド時の消費電力を適切に削減することができる。
【００７６】
さらに、本実施例のモータ制御装置１は、パルス信号指示部１２が、前記励磁状態の切り替わり直前のコイル電流比較部１３による前記励磁状態の判定結果及びパルス信号指示部１２による前記モータ状態の判定結果に基づいて、パルスレート信号生成部２３による前記励磁パルス出力を調整している。
【００７７】
したがって、ステッピングモータＳＴＭがホールド状態に移行するときの相状態を正確に判定して、ステッピングモータＳＴＭを確実に１相励磁状態でホールドさせることができ、電流設定器を用いることなく、安価にホールド時の消費電力を適切に削減することができる。
【００７８】
また、本実施例のモータ制御装置１は、パルス信号指示部１２が、前記励磁状態の切り替わり直後と切り替わってから所定時間経過後のコイル電流比較部１３の判定結果に基づいて、パルスレート信号生成部２３による前記励磁パルス出力の調整を行っている。
【００７９】
したがって、ステッピングモータＳＴＭがホールド状態に移行するときの相状態を正確に判定して、ステッピングモータＳＴＭを確実に１相励磁状態でホールドさせることができ、電流設定器を用いることなく、安価にホールド時の消費電力を適切に削減することができる。
【００８０】
さらに、本実施例のモータ制御装置１は、パルス信号指示部１２が、パルス信号指示部１２による前記モータ状態の判定結果がステッピングモータＳＴＭのホールド前におけるコイル電流比較部１３による前記励磁状態の判定結果に基づいて、該ステッピングモータＳＴＭのホールド状態での励磁状態を判定して、該判定結果に基づいてパルスレート信号生成部２３による前記励磁パルス出力の調整を行なっている。
【００８１】
したがって、ステッピングモータＳＴＭがホールド状態に移行するときの相励磁状態をより一層正確に判定して、ステッピングモータＳＴＭを確実に１相励磁状態でホールドさせることができ、電流設定器を用いることなく、安価にホールド時の消費電力をより一層適切に削減することができる。
【００８２】
また、本実施例のモータ制御装置１は、パルス信号指示部１２が、予め設定されているステッピングモータＳＴＭの１回転当たりの総パルス数に基づいて、該ステッピングモータＳＴＭの状態を判定している。
【００８３】
したがって、ステッピングモータＳＴＭのモータ状態を安価にかつ正確に判定して、ステッピングモータＳＴＭを確実に１相励磁状態でホールドさせることができ、電流設定器を用いることなく、安価にホールド時の消費電力をより一層適切に削減することができる。
【００８４】
さらに、本実施例のモータ制御装置１は、パルス信号指示部１２が、予め設定されているステッピングモータＳＴＭの起動周期とパルスレート信号生成部２３の出力する前記励磁パルスの周期に基づいて、該ステッピングモータＳＴＭの状態を判定している。
【００８５】
したがって、ステッピングモータＳＴＭのモータ状態を安価にかつ正確に判定して、ステッピングモータＳＴＭを確実に１相励磁状態でホールドさせることができ、電流設定器を用いることなく、安価にホールド時の消費電力をより一層適切に削減することができる。
【００８６】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８７】
１  モータ制御装置
２  ＣＰＵ
３  不揮発性メモリ
４  モータドライバ
５  電流検出器
ＳＴＭ  ステッピングモータ
１１  出力信号生成部
１２  パルス信号指示部
１３  コイル電流比較部
２１  回転方向信号生成部
２２  励磁方向信号生成部
２３  パルスレート信号生成部
２４  設定電流信号生成部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８８】
【特許文献１】特開２０１０−１１００８３号公報
【図１】
2013240237.tif 000003
【図２】
2013240237.tif 000004
【図３】
2013240237.tif 000005
【図４】
2013240237.tif 000006
【図５】
2013240237.tif 000007
【図６】
2013240237.tif 000008
【図７】
2013240237.tif 000009